圆偏振超强短脉冲激光驱动薄箔中的快速碰撞电子加热与弛豫

产生充分热化的高温高密度等离子体对于温稠密物质研究颇具吸引力。我们利用粒子网格（particle-in-cell）模拟研究了固体铜靶中超强超短激光脉冲的碰撞诱导能量吸收。我们发现，在强度为 $2\times10^{20}{\rm\,W\,cm^{-2}}$、持续时间 $60{\rm\,fs}$、圆偏振激光脉冲辐照下，碰撞模拟中的电子迅速达到温度约 ${\sim}3.5{\rm\,keV}$ 的充分热化分布，而在无碰撞模拟中吸收弱数个数量级。圆偏振抑制了超热电子的产生，同时通过逆轫致辐射确保高效的整体加热，这一机制在相对论激光强度下通常被忽视。另一考虑碰撞与场电离的模拟给出了类似结果：整体电子被加热至 ${\sim}2.5{\rm\,keV}$，但热化程度略低于预设固定电离的情形。研究发现该碰撞吸收机制对激光参数变化具有鲁棒性。在激光脉冲能量固定时，增加脉冲持续时间而非强度会导致更高的电子温度。